יצורי אוקיינוס ​​מוזרים לוכדים את מזונם ברשת של ריר

כל בעלי החיים חייבים לאכול כדי לשרוד. אם שמעת בעבר את המונח "גרייץ", זה עלול להביא לידיעתך חיות משק מוכרות, כמו פרות או כבשים שמתעסקות על מרעה. אבל לאוקיאנוס יש חבילת גרגרים משלו, עם צורות גוף שונות וטכנולוגיות הזנה מאוד - ואפילו ביזאריות. במקום שיניים, קבוצה אחת מחסרי החוליות הללו משתמשת ביריעות של ריר בכדי לצרוך כמויות אדירות של חלקיקים זעירים דמויי צמח. בעיתון החדש שלנו, חברי וחברי מציעים סיווג חדש לקבוצה זו שהתעלמה ממנה: "גרעיני רשת", מתוך הכרה באסטרטגיית ההזנה הבלתי רגילה שלהם.

שלא כמו הריר באפינו, שנראה אמורפי וסואן, ניתן לבנות את היריעות הריריות של גרעיני האוקיאנוס הללו לרשתות ומעוטרות. יריעות ריריות אלה יכולות לתפקד כמו פילטר בכדי להכיל אוכל קטן כמו חיידקים. התושבים עצמם הם ממותגים בהשוואה: גדולים פי 10, 000 ממזונם. אם אנשים אכלו אוכל כל כך קטן, הייתם קוטפים גרגירי מלח וסוכר מצלחת ארוחת הערב שלכם.

ביולוגים ימיים כמוני נהגו לחשוב שרעה רירית היא אסטרטגיית האכלה "לתפוס את כולם" - הרעיון היה שהחבר'ה האלה פשוט ישתדלו על כל הגיליון הרירי שלהם שנתפס. אולם ההתקדמות הטכנולוגית האחרונה עוזרת לנו להבין כי גרעיני ריר יכולים לאכול בררנים. ומה שהם צורכים - או לא - משפיע על רשתות האוכל באוקיינוס.

רשתות סינון מקושטות (שהוגברו 1, 000 פעמים והוכתמו בירוק בהיר בתמונה זו) לוכדות חלקיקים קטנים בהרבה מהרעבים עצמם. (קלי סאת'רלנד, CC BY)

איך עוברים רעיית רשת רירית?

גרעיני רשת ריריים כוללים מלחים, פירוזומים, דוליולים, פטרופודים ותוספתן. אורכם בדרך כלל סנטימטרים, ומשתרע בערך בגודל הציפורן לגודל כף היד. חלק מהצורות מושבות המורכבות מאנשים רבים בשרשרות ארוכות שיכולות להיות ארוכות בהרבה. יצורים אלה גדולים ומימיים בהשוואה לעמיתיהם הפלנקטוניים הקשים. אם הייתם דורכים על אחד כזה, זה היה מתעוות, לא מתכווץ. גוף מים ברובו מאפשר להם לגדול במהירות.

גרעיני רשת ריריים צפים חופשיים ומתאימים לאוקיאנוס הפתוח. הם גרים רחוק מהחוף, שם האוכל מועט ולעתים קרובות קטן. החורים והסיבים הזעירים של הרשת הרירית שלהם מאפשרים להם לתפוס חלקיקים מיקרוסקופיים, אותם הם בולעים לאחר מכן, לפעמים יחד עם הריר.

בניגוד לעכבישים שמסתובבים את קורות האכלה שלהם, לתאבנים האלה יש איבר מיוחד, הנקרא אנדוסטיל, המפריש את רשת הריר שלהם. תלוי במעבד, רשת הריר יכולה להיות ממוקמת בתוך הגוף או מחוצה לו. קבוצה אחת, למשל, מפרישה בועה רירית גדולה מספיק כדי שהחיה תוכל לחיות בפנים כמו בית. קבוצה אחרת, המכונה פרפרי ים, מפרישה קורים ריריים הנצמדים לרגליהם בצורת הכנף. הקורים הריריים הללו נעים בגודל של סנטימטר לגובה 6 מטר.

מיקום רשת הריר לקבוצות שונות של גרייזרים. הרשת הרירית צבעונית על פי דרכי ההנעה של זרעים דרך הרשת או מעבר לה. 'MW' מציג את הרשת הרירית של פרפר ים, או pteropod thecosome. (קייטלין וובסטר / www.bywebbie.com, CC BY)

מבחינה היסטורית, המדענים הניחו שמרווחי רשת ריריים אכלו כל דבר שעבר במסננת הרירית - בדומה למסננת בביוב הכיור של המטבח שתופס כל דבר בגודל מסוים שזורם פנימה. מחקרים שנערכו לאחרונה על ידי המעבדה שלי ואחרים מאתגרים הנחה זו ומראים שההאכלה שלהם עשויה להיות סלקטיבית ביותר. הריר עשוי ללכוד חלקיקי מזון מסוימים בצורה מושלמת, תוך דחייה מוחלטת של חלקיקים אחרים על בסיס גודלם, צורתם או תכונות השטח שלהם.

לדוגמה, כאשר מוצגת תערובת של חלקיקי מזון בצורת מוט וכדוריות - המעוצבים בצורה שונה אך דומים אחרת בגודלם - סוג אחד של גריית רשת רירית בולע את החלקיקים הכדוריים.

חלקיקים בגודל ובצורה שונים (כדורי ומוט) מהמעי הגזור של רוטב רשת רירית, התוספתן Oikopleura dioica. (קיטס קונלי, CC BY)

זה דומה לבחירת טוטס טאטות על צ'יפס: שניהם עשויים תפוחי אדמה והם בערך באותו גודל, אך הם בעלי צורות שונות. "הבחירה" באוכל המזון של הרווחים הריריים היא פאסיבית, אך קשורה לאופן הטרף המעוצב בצורה שונה בכיוון הים ומיירט את הרשת.

גרייזרים יכולים "לקטוף" טרף, אך טרף עשוי גם להיות מסוגל לומר משהו בעניין - באופן פסיבי או פעיל. לדוגמה, לחיידקים מסוימים יש משטחים דמויי טפלון ואינם נדבקים לרשת הרירית, כך שהם כמעט ולא נצרכים. עד לא מזמן לא הוערך כיצד כל תכונות הטרף השונות עשויות להשפיע על מרעה.

לא מוערך אבל לא חשוב

אוקיאוגרפים מתעניינים כיצד החומר נע דרך האוקיאנוס וכיצד ניתן לתווך את התהליך על ידי אורגניזמים. גרעיני רשת ריריים עשויים להיות קטע ממעל להתעלם מהמחזור.

לעובדה שהם לא לוכדים את כל הטרף באותה מידה יש ​​השלכות חשובות על האופן בו פחמן נע דרך האוקיאנוס. לאחר שתזונת הרטבים ניזונה הם אורזים חלקיקי מזון לא מעוכלים בכדורי צואה קשורים בריר או בחומר יצוק אחר. אריזה מחדש של חלקיקי טרף עם ריר דביק מרכזת טרף קטן לאגרגטים גדולים יותר, מה שגורם להם לשקוע מהר יותר. זה בסופו של דבר מעביר חומר אורגני למעמקי האוקיאנוס, ובאופן פוטנציאלי לאחסן אותו במשך שנים ואף מאות שנים. בעומק, חומר זה אינו זמין לרוב האורגניזמים הימיים החיים בקרבת השטח.

'סלפטרון' מאפשר לחוקרים לערוך מחקרי הזנה מתחת למים. (גיטאי יהל / איילת דדון-פילוסוף (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND)

עד לעשור או שניים האחרונים, לא היו בידי מדענים כלים טכנולוגיים לצפות בנעשה עם גרעיני רשת ריריים בסביבתם המולדת, במאזניים הזעירים המתאימים. מכיוון שהאורגניזמים האלה די שבירים, כעת חוקרים במעבדה שלי ואחרים משתמשים בצלילה או ברובוטים כדי לראות אותם ישירות מתחת למים. התצפיות הצמודות והקפדניות הללו באמצעות מצלמות במהירות גבוהה ומיקרוסקופים מתחת למים או במחקרי האכלה בסביבה הטבעית הראו לנו כיצד הם בוחרים חלקיקים מסוימים ודוחים אחרים.

מצלמה מתחת למים במהירות גבוהה (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND)

התקדמות נוספת תשלב שיטות מתחת למים עם התפתחויות אחרונות בתחום הדמיה ורצף גנטי כדי לשפוך אור על תפקידם של מזינים רשתיים בעיצוב מבנה הקהילה המיקרוביאלית של האוקיאנוס. הדמיה מתחת למים מאפשרת תצפיות בלתי-מופרעות על יצורים שבירים אלה. חוקרים יכולים לראות כיצד חלקיקים בודדים מתנהגים על הרשת והאם הם נלכדים בסופו של דבר. רצפים גנטיים המשמשים במסגרת מחקרי האכלה מסייעים למדענים לזהות ולהבחין בין קבוצות החיידקים הזעירים שלעתים קרובות אינם נראים לעין בלתי מזוינת.

הידיעה אילו חלקיקים נצרכים ואילו לא מספרת לנו על ההשפעה שיש לרעבים הרטבים על רשתות המזון של האוקיאנוס.

שינוי אוקיינוסים, שינוי השפעה

לאכילה בררנית על ידי גרעיני רשת ריריים עשויות להיות השלכות עמוקות על מחזורים ביוגוכימיים, במיוחד לאור תנאי האוקיאנוס המשתנים. גורמים סביבתיים כמו טמפרטורת האוקיאנוס, זמינות חומרים מזינים וסוג הטרף וכמות הטרף הקיימים משפיעים על איפה ואיפה מופיעים גרעיני ריר, כמה זמן הם מסתובבים והשפעתם על רשתות המזון של האוקיאנוס.

הפירוזום פורח מול חופי אורגון בפברואר 2018. התמונה צולמה בעומק של כ 60 מ 'שם הייתה שכבה של פירוזומים, ככל הנראה ניזונה באופן פעיל מחלקיקים קטנים. (ק. סאתרלנד / ח. סורנסן, CC BY-ND)

מין טרופי יותר של פירוזומי מרעה ריריים ( Pyrosoma atlanticum ) מספק תיאור מקרה. אופיינית במים חמים יותר בצפון דרום קליפורניה, הם בלבלו מדענים ודייגים כאחד כשהופיעו מול חופי אורגון בשנת 2014.

איש אינו יודע מדוע הפירוזומים הופיעו, אך טמפרטורות האוקיאנוס התחממו באותו הזמן. בדומה לרעיני רשת אחרים-ריריים, מסנן הפירוזום העדין מאפשר להם לרעות על החלקיקים הקטנים יותר הקשורים למי שטח פנים חמים ופחות עשירים בתזונה - טרף קטן מכדי שרוב בעלי החיים האחרים יתפסו. יחד עם חוקרים אחרים לאורך החוף המערבי, המעבדה שלי פועלת באופן פעיל להבין מדוע הופיעו הפירוזומים, כיצד הם עשויים להשפיע על המערכת האקולוגית הימית, ואם הם ימשיכו.

גרגרים באוקיאנוס מטבעם מאתגרים יותר ללמוד מאלה מאשר ביבשה; אנו ממשיכים ללמוד יותר על מי הם עוברים את מה שהם אוכלים.

מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.

קלי סאתרלנד, עוזרת לפרופסור לביולוגיה, אוניברסיטת אורגון